九年级数学,圆与二次函数中的隧道问题,解题思路相同方法不一样

九年级数学,圆与二次函数中的隧道问题,解题思路相同方法不一样

首页休闲益智形状隧道更新时间:2024-07-29

在前面的文章中,我们有专门介绍过圆中隧道问题、轮船过桥问题的解题思路,在二次函数中也有这类问题,这两类问题的解题思路相同,所选用的方法不一样。本篇文章接着介绍圆与二次函数中的隧道问题,将两类问题联系起来,研究下两者的相同点和不同点。

类型一:圆中的隧道问题

1.求弦长

例题1:如图,在一座圆弧形拱桥,它的跨度AB为60m,拱高PM为18m,当洪水泛滥到跨度只有30m时,就要采取紧急措施,若某次洪水中,拱顶离水面只有4m,即PN=4m时,试通过计算说明是否需要采取紧急措施.

分析:由垂径定理可知AM=BM、A′N=B′N,利用AB=60,PM=18,可先求得圆弧所在圆的半径,再计算当PN=4时A′B′的长度,与30米进行比较大小即可。

本题主要考查垂径定理的应用,利用勾股定理求得圆弧所在的半径是解题的关键,注意方程思想的应用。这类题目一般都会告诉我们两个数据,我们只需要选择一个数据,然后将求出的值与另外一个数据进行比较。比如本题的两个数据为:(1)跨度30米;(2)拱顶离水面只有4米,我们可以选择数据(1)求出PN的长,也可以选择数据(2)求出A′B′的长,再比较大小。

2.求半径长

例题2:如图是一个隧道的横截面,它的形状是以点O为圆心的圆的一部分.如果M是⊙O中弦CD的中点,EM经过圆心O交⊙O于点E,CD=10,EM=25.求⊙O的半径.

分析:根据垂径定理得出EM⊥CD,则CM=DM=5,在Rt△COM中,有OC2=CM2 OM2,进而可求得半径OC.

此题主要考查了垂径定理的应用,解决与弦有关的问题时,往往需构造以半径、弦心距和弦长的一半为三边的直角三角形。

3.能否安全通过

例题3:如图,有一座圆弧形拱桥,桥下水面宽度AB为12m,拱高CD为4m.有一艘宽为5m的货船,船舱顶部为长方形,并高出水面3.4m,则此货船是否能顺利通过此圆弧形拱桥,并说明理由。

分析:本题仍然已知两个数据,同样只需要选择一个数据进行计算,另外一个数据进行验证即可。比如,我们选择高度,求出船的宽度,然后与5米进行比较,如果比5米大,那么就能安全通过;如果比5米小,那就不能通过。

我们也可以先选择宽度,计算出船的高度,如果高度比3.4米大,那么就能安全通过,否则无法通过。

类型二:二次函数中的隧道问题

a.求函数解析式

例题4:如图,有一座拱桥洞呈抛物线形状,这个桥洞的最大高度为16 m,跨度为40 m,现把它的示意图放在如图的平面直角坐标系中,求抛物线对应的函数关系式。

如图,有一座拱桥洞呈抛物线形状,这个桥洞的最大高度为16 m,跨度为40 m,现把它的示意图放在如图的平面直角坐标系中,求抛物线对应的函数关系式。

b.求跨度

例题5:如图是我省某地一座抛物线形拱桥,桥拱在竖直平面内,与水平桥面相交于A,B两点,桥拱最高点C到AB的距离为9m,AB=36m,D,E为桥拱底部的两点,且DE∥AB,点E到直线AB的距离为7m,则DE的长为_____m.

分析:首先建立平面直角坐标系,x轴在直线DE上,y轴经过最高点C,设AB与y轴交于H,求出OC的长,然后设该抛物线的解析式为:y=ax2 k,根据题干条件求出a和k的值,再令y=0,求出x的值,即可求出D和E点的坐标,DE的长度即可求出.

解答本题的关键是正确地建立平面直角坐标系,难度不是很大。

c.能否安全通过

例题6:如图所示,是某市一条高速公路上的隧道口在平面直角坐标系上的示意图,隧道的截面由抛物线和长方形构成,长方形的长是16m,宽是6m,抛物线可以用y=-1/32x^2 8表示

(1)现有一大型运货汽车,装载某大型设备后,其宽为4m,车载大型设备的顶部与路面的距离均为7m,它能否安全通过这个隧道?说明理由.

(2)如果该隧道内设双行道,那么这辆运货汽车能否安全通过?

分析:(1)求出x=2时y的值与7比较即可;(2)隧道内设双行道后,求出当x=4时,y的值与7比较即可.

这两类题目解题方法不一样,但是解题思路是相同的,圆中利用垂径定理,二次函数中主要求出函数解析式,然后求函数值。

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